BE1021796B1 - Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine - Google Patents

Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine Download PDF

Info

Publication number
BE1021796B1
BE1021796B1 BE2013/0108A BE201300108A BE1021796B1 BE 1021796 B1 BE1021796 B1 BE 1021796B1 BE 2013/0108 A BE2013/0108 A BE 2013/0108A BE 201300108 A BE201300108 A BE 201300108A BE 1021796 B1 BE1021796 B1 BE 1021796B1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
hoisting
hoisting yoke
yoke
boom
rotor blade
Prior art date
Application number
BE2013/0108A
Other languages
English (en)
Inventor
Etienne Clymans
Original Assignee
High Wind N.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by High Wind N.V. filed Critical High Wind N.V.
Priority to BE2013/0108A priority Critical patent/BE1021796B1/nl
Priority to DK14714356.4T priority patent/DK2956400T3/en
Priority to US14/767,674 priority patent/US10322913B2/en
Priority to SG11201506436RA priority patent/SG11201506436RA/en
Priority to EP14714356.4A priority patent/EP2956400B1/en
Priority to KR1020157023506A priority patent/KR102168734B1/ko
Priority to PCT/IB2014/059069 priority patent/WO2014125461A1/en
Priority to CN201480009351.7A priority patent/CN105121327B/zh
Application granted granted Critical
Publication of BE1021796B1 publication Critical patent/BE1021796B1/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/185Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes for use erecting wind turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/60Assembly methods
    • F05B2230/61Assembly methods using auxiliary equipment for lifting or holding
    • F05B2230/6102Assembly methods using auxiliary equipment for lifting or holding carried on a floating platform
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

De uitvinding betreft een inrichting voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine. De inrichting omvat een op een vaartuig geplaatst hefmiddel, waarvan een rond een in hoofdzaak verticale rotatie-as roteerbare giek is voorzien van tenminste twee hefkabels. De hefkabels omvatten elk een bevestigingsmiddel, zoals een hijshaak, waaraan een te plaatsen rotorblad kan worden bevestigd onder tussenkomst van een aan de bevestigingsmiddelen bevestigd langwerpig hijsjuk. De bevestigingsmiddelen zijn in de lengterichting van het hijsjuk op afstand van elkaar met het hijsjuk verbonden. De giek omvat verder een leidinrichting die is ingericht om beweging van het hijsjuk in een dwars op een hefvlak verlopende richting te beperken en die met de giek is verbonden middels een langs een lengteas van de giek verplaatsbare verplaatsingsinrichting. De uitvinding betreft eveneens een werkwijze die gebruik maakt van de uitgevonden inrichting.

Description

Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine
De uitvinding betreft een inrichting voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine. De uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine onder gebruikmaking van de inrichting.
Het aantal bouwwerken dat op zee wordt gebouwd, wordt onderhouden of wordt gerepareerd groeit. Een typisch voorbeeld betreft een offshore windturbine, die een op een mast geplaatste gondel (of ‘nacelle’) omvat, die de behuizing vormt voor elektromechanische apparatuur zoals een stroomgenerator. De gondel is voorzien van een naaf (of ‘hub’), waarop een aantal rotorbladen is aangebracht. De rotorbladen zetten de bewegingsenergie van de wind om in een draaiende beweging van de as van de gondel, die door de stroomgenerator wordt omgezet in elektrische energie.
Bij het op zee plaatsen van onderdelen van dergelijke grote bouwwerken, in het bijzonder rotorbladen, worden de rotorbladen volgens de stand der techniek door een op een vaartuig geplaatste hijskraan gemanipuleerd en op een in zee reeds aanwezige gondel op een steunstructuur geplaatst. In het geval van een windturbine kan de steunstructuur bijvoorbeeld een op een geschikte fundering geplaatste mast omvatten.
Het heffen en plaatsen van grote, slanke onderdelen op zee, in het bijzonder windturbinebladen, wordt gehinderd door windbelasting. Hierbij kunnen aan de hijskraan bevestigde windturbinebladen aan grote en onvoorziene bewegingen worden blootgesteld ten opzichte van de steunstructuur of ten opzichte van reeds geïnstalleerde onderdelen. Dit bemoeilijkt de assemblage sterk of maakt deze bij stevige windbelasting zelfs onmogelijk. Een windturbineblad dient door middel van boutverbindingen aan de gondelnaaf te worden bevestigd wat een nauwkeurige positionering van het windturbineblad ten opzichte van een reeds op een mast geïnstalleerde gondel vereist.
Een doel van onderhavige uitvinding is een inrichting te verschaffen waarmee een rotorblad van een windturbine op zee kan worden geplaatst en gemonteerd, op minder windgevoelige wijze dan bekend is uit de stand der techniek.
Dit doel wordt bereikt door een inrichting met de kenmerken volgens conclusie 1. Een inrichting volgens de uitvinding omvat een op een vaartuig geplaatst hefmiddel, waarvan een rond een in hoofdzaak verticale rotatie-as roteerbare giek is voorzien van tenminste twee heikabels, waarbij de heikabels elk een bevestigingsmiddel, zoals een hijshaak, omvatten waaraan een te plaatsen rotorblad kan worden bevestigd onder tussenkomst van een aan de bevestigingsmiddelen bevestigd langwerpig hijsjuk, waarbij de bevestigingsmiddelen in de lengterichting van het hijsjuk op afstand van elkaar met het hijsjuk zijn verbonden, waarbij een heiVlak wordt bepaald door de giek en de nagenoeg verticale rotatie-as, waarbij de giek verder een leidinrichting omvat die is ingericht om beweging van het hijsjuk in een dwars op het hefvlak verlopende richting te beperken en die met de giek is verbonden middels een langs een lengteas van de giek verplaatsbare verplaatsingsinrichting. Een aan het hijsjuk bevestigd rotorblad zal zich doorgaans in de lengterichting van het langwerpige hijsjuk uitstrekken.
Het heffen van een aan een heikabel hangend onderdeel is windgevoelig. Door gebruik te maken van de leidinrichting wordt de beweging van het hijsjuk beperkt, tenminste tijdens een gedeelte van het heffen en zakken, op het ogenblik dat componenten gekoppeld worden voor montage. Hierdoor worden ongewenste bewegingen van het onderdeel eveneens beperkt en kan op efficiëntere en veiliger wijze een groot bouwwerk op zee worden geassembleerd. Door verder het hijsjuk op te hangen aan twee in de lengterichting van het hijsjuk (en dus ook van het rotorblad) op afstand van elkaar aangrijpende heikabels, is het mogelijk om een verplaatsing van het rotorblad in de lengterichting van dit rotorblad te realiseren met een verplaatsingsmiddel van het hijsjuk, en dit zonder ongewenste verplaatsingen van de bouten in de rotorbladvoet nagenoeg haaks op de lengterichting van het rotorblad en zonder ongewenste krachten op de leidinrichting. Een horizontale verplaatsing van het zwaartepunt van het rotorblad geeft enkel aanleiding tot een verschillende trekbelasting in de heikabels.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een inrichting verschaft waarbij de leidinrichting is ingericht om ook bewegingen van het hijsjuk in het hefvlak te beperken. Hierdoor kunnen windkrachten nagenoeg helemaal geen verplaatsingen van het hijsjuk veroorzaken.
Een verder voordeel van de uitgevonden inrichting is dat deze toelaat om in beduidend ongunstige omstandigheden te werken, daar waar de bekende inrichting slechts tot bepaalde windsnelheden kan worden ingezet. Hierdoor kan de assemblagetijd van een bouwwerk op zee gevoelig verminderen. De leidinrichting kan eenvoudig worden verplaatst langs de lengteas van de giek, bijvoorbeeld weg van een bevestigingsmiddel, waardoor het hefmiddel kan werken als een in de stand der techniek bekend hefmiddel. Door het bevestigingsmiddel vrij te maken blijft de bereikbaarheid van door het hefmiddel op te nemen onderdelen vanaf het dek van het vaartuig onverminderd goed.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een inrichting verschaft waarin de heikabels zijn verbonden met de giek. Een dergelijke uitvoeringsvorm vermijdt het gebruik van een separaat hefmiddel voor de met het hijsjuk verbonden hijskabels.
Het heeft hierbij verdere voordelen een uitvoeringsvorm van de inrichting te kenmerken doordat deze en/of het hijsjuk middelen omvat voor het verplaatsen en/of roteren van respectievelijk het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk. Deze uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat het rotorblad nadat dit door het hefmiddel in de buurt van de gewenste installatiepositie is gebracht nauwkeurig kan worden verplaatst en gedraaid om een rotatie-as, teneinde het onderdeel nauwkeurig naar de installatiepositie te voeren. Deze eigenschap geeft de mogelijkheid het windturbineblad aan een naaf van een windturbinegondel te bevestigen, ook wanneer de bladbevestiging van de naaf een van nul verschillende hoek maakt met de horizontale. Door precieze verplaatsingen van het hijsjuk kan een blad gemonteerd worden zonder bijkomende bewegingen van het hefmiddel.
Een verder verbeterde uitvoeringsvorm verschaft een inrichting waarin het hijsjuk middelen omvat voor het in de lengterichting verplaatsen van respectievelijk het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk. Een dergelijke hijsjuk is relatief eenvoudig en volstaat omdat de tenminste twee in de lengterichting op afstand van elkaar aangrijpende hijskabels de zwaartepuntverplaatsing opvangen zonder dat er ongewenste verplaatsingen optreden van het bevestigingsgedeelte van het rotorblad en zonder dat de leidinrichting ongewenste belastingen ondervindt.
Een uitvoeringsvorm van de inrichting heeft het kenmerk dat deze middelen omvat voor het roteren van respectievelijk het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk om een in het hefVlak gelegen horizontale en/of verticale as. Een voorkeursuitvoeringsvorm heeft het kenmerk dat de inrichting rotatiemiddelen omvat voor het roteren van respectievelijk het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk uitsluitend om een in het hefvlak gelegen horizontale of verticale as. Een dergelijke uitvoeringsvorm maakt het mogelijk om het hijsjuk evenwijdig aan een - elders of op het dek van het vaartuig - opgeslagen rotorblad te brengen op dit eenvoudig op te kunnen nemen. Na het van dek af heffen van het rotorblad kan het hijsjuk desgewenst dusdanig worden geroteerd dat de langsrichting van het rotorblad evenwijdig komt te liggen met de verbindingslijn van de twee verbindingsmiddelen. Een rotatie rond een horizontale as haaks op de lengterichting van het rotorblad is wenselijk enerzijds om kleine hoekafwijkingen van het rotorblad te corrigeren, anderzijds om een montagehoek van 30° te realiseren.
Een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft een inrichting waarvan het hijsjuk een oriënteerbare rotorblad spreader omvat. De rotorblad spreader is een langwerpige structuur met een langsrichting, een dwarsrichting, en een verticale richting die in de onderhavige uitvoeringsvorm overeenkomt met de hefrichting. De spreader is voorzien van middelen om de spreader te roteren rond een langsas, en te zwenken rond een verticale as, bijvoorbeeld middels een motorisch aangedreven rondsel. Daarnaast is de lengte in de langsrichting van de spreader bij voorkeur telescopisch aanpasbaar. Zo kan deze worden aangepast aan de lengte van het aangrijpgedeelte van een langwerpig onderdeel, zoals een windturbineblad bijvoorbeeld. Het heeft ook voordelen wanneer de spreader is voorzien van een mechanisme om het rotorblad in de langsrichting te kunnen verschuiven. Hiermee kan het zwaartepunt instelbaar gemaakt worden en kunnen de bevestigingsbouten van een rotorblad bij montage via een translatie in de corresponderende gaten in de naaf geschoven worden zonder bijkomende hefmiddel verplaatsing. De spreader is verder voorzien van aangrijpmiddelen in de vorm van bijvoorbeeld grijparmen, draagriemen, klemmechanismen en dergelijke om het te plaatsen rotorblad vast te kunnen nemen.
De inrichting volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor het manipuleren van een rotorblad van een windturbine, waarbij het rotorblad in een hoofdzakelijk horizontale positie wordt geplaatst, of in een hoofdzakelijk 30° schuine positie ten opzichte van een horizontale. De uitgevonden inrichting maakt het mogelijk rotorbladen van offshore windmolens te monteren tot windsnelheden van 12m/s en meer, daar waar met de bekende inrichting individuele rotorbladen tot slechts 8 m/s kunnen gemonteerd worden. Het vaartuig omvat bij voorkeur een jack-up platform.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat het hijsjuk tussen de twee hijskabels een geleidingsdoos die met weinig speling past in een leidstructuur van de leidinrichting. De geleidingsdoos heeft in een uitvoeringsvorm twee wielen waarop de leidinrichting met een beperkte kracht rust. De hijslier van de leidinrichting is daartoe voorzien van een “constante trekkracht” bedrijfsmode. Daardoor volgt de leidinrichting passief het hijsen en vieren van het hijsjuk met het helmiddel.
De leidinrichting kan desgewenst een kleminrichting omvatten voor de geleidingsdoos van het hijsjuk waardoor beweging van het hijsjuk ten opzichte van de leidinrichting in hoofdzaak wordt verhinderd. Hierdoor wordt de windgevoeligheid bij het heffen van een rotorblad verder verminderd.
Door gebruik te maken van een leidinrichting met vangconstructie in plaats van een kleminrichting wordt de beweging van het hijsjuk tijdelijk beperkt in tenminste twee richtingen, en in hoofdzaak onafhankelijk gemaakt van de windbelasting. Het onderdeel kan ten opzichte van een steunstructuur gepositioneerd worden door het hefmiddel om een verticale as te roteren, door de giek van het hefmiddel op en neer te roteren in het hefvlak, en/of door het hijsjuk op en neer te bewegen met de heikabel. Bij voorkeur wordt, wanneer een onderdeel in de nabijheid is gebracht van een component waaraan het onderdeel dient te worden gekoppeld, de geleidingsdoos van het hijsjuk volgens de uitvinding tijdelijk opgenomen in of met de vangconstructie. Doordat de vangconstructie echter is ingericht om het hijsjuk parallel aan het hefvlak te verplaatsen tussen een positie in de nabijheid van de giek en een verder van de giek afgelegen positie en/of omgekeerd, wordt een, in hoofdzaak windonafhankelijke, fïjnepositionering van het onderdeel mogelijk gemaakt.
De leidinrichting kan een frame van onderling verbonden balken omvatten waarvan tenminste twee balken zich vanaf de giek in de richting van het midden tussen de bevestigingsmiddelen uitstrekken en de geleidingsdoos van het hijsjuk althans gedeeltelijk omsluiten. De tenminste twee balken kunnen bijvoorbeeld zijn verbonden met een in een dwarsrichting van de giek verlopende basisbalk. De twee balken verlopen aan weerszijden van het bevestigingsmiddel en beperken derhalve de beweging van het bevestigingsmiddel in een dwars op de balken verlopende richting. Bewegingen van het bevestigingsmiddel in andere richtingen, bijvoorbeeld in een hefrichting, worden aldus nagenoeg niet belemmerd.
De tenminste twee balken strekken zich doorgaans in hoofdzaak loodrecht op de lengteas van de giek uit, omdat zij op deze wijze de grootste afstand vanaf de giek bestrijken. Hoewel deze afstand in beginsel niet is begrensd strekken de tenminste twee balken zich bijvoorbeeld over een loodrechte afstand van ten hoogste twee maal de giekbreedte uit vanaf de giek. Met de giekbreedte wordt de loodrecht op de lengteas van de giek en loodrecht op de richting van de balken verlopende dwarsafmeting van de giek aangeduid.
De kleminrichting kan worden gevormd door tenminste één klembalk die aan de tenminste één balk is bevestigd en die naar de geleidingsdoos van het hijsjuk verplaatsbaar is tot klemming. Deze uitvoeringsvorm verschaft een bedrijfszekere kleminrichting voor het bevestigingsmiddel. Een nauwkeurige bediening van de kleminrichting wordt verschaft door lineaire verplaatsingmiddelen voor de verplaatsing van de klembalk(en). Geschikte lineaire verplaatsingsmiddelen omvatten bijvoorbeeld hydraulische cilinders die zijn verbonden met een uiteinde van één of meerdere, om een as roteerbare jukken, die op hun beurt aan een ander uiteinde zijn bevestigd aan een klembalk. Door de hydraulische cilinders een uitslag te geven worden de jukken geroteerd rond hun as waardoor de met de klembalk bevestigde jukuiteinden worden verplaatst en de klembalk naar de geleidingsdoos van het hijsjuk wordt bewogen.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de inrichting een vangconstructie die parallel aan het hefvlak verplaatsbaar is tussen een positie in de nabijheid van de giek en een verder van de giek afgelegen positie en/of omgekeerd. Een in de vangconstructie opgenomen geleidingsdoos van het hijsjuk kan op deze wijze efficiënt worden verplaatst tussen een positie in de nabijheid van de giek en een verder van de giek afgelegen positie en/of omgekeerd. Bij voorkeur is een manteloppervlak van de geleidingsdoos dusdanig gevormd dat de geleidingsdoos onder verschillende hoeken met de verticale richting toch nauwsluitend in de vangconstructie kan worden opgenomen. De verschillende hoeken van de geleidingsdoos zijn bijvoorbeeld als gevolg van variërende giekhoeken voor het realiseren van de juiste reikwijdte. Een adequate vorm van het manteloppervlak kan bijvoorbeeld worden bereikt door een parallel aan het hefvlak verlopende doorsnede van het manteloppervlak een ronde vorm te geven. Hierbij wordt de geleidingsdoos van het hijsjuk bijvoorbeeld door aan beide zijden van de doosconstructie aangebrachte wielen op een juiste hoogtepositie gehouden ten opzichte van de leidinrichting. De beweegbare vangconstructie kan aldus de geleidingsdoos met een vaste lengte precies omsluiten, en dit bij een variërende hoek van de geleidingsdoos ten opzichte van de leidinrichting. In combinatie met een gepaste positiesturing van de beweegbare vangconstructie is er dusdoende binnen de actieradius van de leidinrichting geen beperking voor hijsen/vieren of toppen, en bovendien kan het hijsjuk precies gepositioneerd worden.
Door de geleidingsdoos op het hijsjuk dezelfde uitwendige vorm te geven als het bevestigingsmiddel / hijshaak van de centrale hijsinrichting van het hefmiddel, kan de leidinrichting ook gebruikt worden om ongewenste bewegingen van het bevestigingsmiddel van de centrale hijsinrichting door windbelasting te voorkomen.
De leidinrichting is door middel van een verplaatsingsinrichting langs de langsas van de giek verplaatsbaar. De verplaatsingsinrichting wordt in een uitvoeringsvorm gevormd door aan de leidinrichting en de giek voorziene eerste en tweede samenwerkende geleidingsmiddelen, bijvoorbeeld in de vorm van een wielenpaar en een T-balk, waarbij het wielenpaar een flens van de T-balk omvat. Aldus wordt een soepele verplaatsing langs de giek verkregen waarbij het wielenpaar er voor zorgt dat de leidinrichting zich niet kan verwijderen van de giek, noch in de richting van giek, noch in een richting weg van de giek, noch in de richting dwars op de giek.
Een andere uitvoeringsvorm van de inrichting heeft het kenmerk dat de verplaatsingsinrichting is ingericht zodat de leidinrichting de verplaatsing van het hijsjuk volgt in geval het hijsjuk wordt opgetrokken of neergelaten. Dit wordt met voorkeur bewerkstelligd door een uitvoeringsvorm waarin de verplaatsingsinrichting een aan de leidinrichting bevestigde trekkabel omvat die door een constante trekkrachtlier wordt bediend zodat de trekkracht in de trekkabel in hoofdzaak constant blijft, bij voorkeur op een zodanige wijze dat de leidinrichting met een geringe verticale kracht op de geleidingsdoos van het hijsjuk rust. Hiertoe is de geleidingsdoos uitgerust met een loopwiel aan iedere zijde waarop de leidinrichting rust.
Het heeft ook voordelen een inrichting te verschaffen waarvan de leidinrichting hulpinrichtingen omvat, bij voorkeur een treklier (tuggerlier) met leidkabel voor het manipuleren en in bedwang houden van het rotorblad. Met de leidkabel (tugger kabel) kan een gehesen rotorblad worden aangegrepen en gemanipuleerd om een nog nauwkeuriger positionering ervan mogelijk te maken. De leidkabel wordt door middel van de aanwezige tuggerlier aangetrokken of gevierd. In een praktische uitvoeringsvorm wordt de tuggerkabel langs een aan het frame van de leidinrichting verbonden dwarsbalk geleid door middel van op de dwarsbalk bevestigde katrollen.
De uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine, onder gebruikmaking van de inrichting volgens de uitvinding. De werkwijze omvat het verschaffen op een vaartuig van een inrichting volgens één der voorgaande conclusies, het bevestigen van het te plaatsen rotorblad aan het bevestigingsmiddel onder tussenkomst van een aan het bevestigingsmiddel bevestigd langwerpig hijsjuk dat zich in een lengterichting van het rotorblad uitstrekt en dat is opgehangen aan twee in de lengterichting op afstand van elkaar aangrijpende hijskabels, waarbij de beweging van het bevestigingsmiddel tijdelijk in een dwars op het hefVlak verlopende richting wordt beperkt door de leidinrichting middels de verplaatsingsinrichting langs de lengteas van de giek te verplaatsen tot ter hoogte van het bevestigingsmiddel, en het rotorblad op een in zee aanwezige steunstructuur te plaatsen. Door gebruik te maken van de inrichting volgens de uitvinding kan een rotorblad, in het bijzonder in hoofdzaak horizontaal of onder een hoek van 30° ten opzichte van een horizontale gericht, onder winderige omstandigheden worden bevestigd aan een steunstructuur op zee. Omgekeerd verschaft de inrichting mogelijkheden voor een nieuwe werkwijze voor het demonteren van een bouwwerk op zee, in het bijzonder een rotorblad van een windturbine.
Geschikte uitvoeringsvormen van de uitgevonden werkwijze worden beschreven in de aangehechte conclusies.
De uitvinding zal nu in meer detail worden toegelicht onder verwijzing naar de bijgevoegde figuren, zonder hiertoe overigens te worden beperkt. In de figuren toont: Fig. 1A-1B schematische zijaanzichten van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding in verschillende toestanden;
Fig. 2A en 2B respectievelijk een schematisch bovenzijaanzicht en zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van een leidinrichting zoals toegepast in de uitvinding; en tenslotte Fig. 3A en 3B respectievelijk een schematisch zijaanzicht en vooraanzicht van een uitvoeringsvorm van een inrichting warbij het hijsjuk is opgehangen aan twee in de lengterichting op afstand van elkaar aangrijpende hijskabels.
Figuur 1 toont een zijaanzicht van verschillende toestanden van een inrichting 1 volgens de uitvinding. De getoonde uitvoeringsvorm is ingericht voor het op zee plaatsen van een rotorblad 22 aan een windturbine, die op een steunstructuur in de vorm van een jacket 3 is geplaatst. Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot een steunstructuur in de vorm van een jacket, en eender welke andere fundatie kan worden toegepast. Het te plaatsen rotorblad 22 is in figuren 1A-1B in verschillende posities weergegeven. De inrichting 1 omvat een op een vaartuig 4 geplaatst hefmiddel 5, bij voorkeur een hijskraan, waarvan een giek 6 is voorzien van twee heikabels 7 (zie figuur 3B) waaraan aan elk een bevestigingsmiddel, zoals een hijshaak 8, is aangebracht, en waaraan een te heffen rotorblad 22 losmaakbaar kan worden bevestigd onder tussenkomst van een aan de hijshaak 8 bevestigd langwerpig hijsjuk 406. De giek 6 is rond een vast uiteinde 6a schamierbaar verbonden met een hefmiddel platform 50a, dat op zijn beurt rond een rotatie-as 51 roteerbaar is rond een platform fundatie 50b. De giek 6 kan op bekende wijze rond het scharnierpunt 6a worden opgetopt, d.w.z. omhoog gehaald worden, en worden afgetopt, d.w.z. neergelaten worden. In figuren IA - 1B is de hijshaak 8 eveneens in verschillende posities weergegeven. Het vaartuig 4 omvat een jack-up offshore platform dat is voorzien van verankeringpalen 40 die een werkdek 41 ondersteunen. De verankeringpalen 40 zijn in verticale richting beweegbaar tot op de zeebodem en de hoogtestand van het werkdek 41 ten opzichte van het watemiveau kan worden gewijzigd door het werkdek 41 relatief ten opzichte van de palen 40 te verschuiven door middel van (hydraulische) vijzels of een tandheugel-rondsel aandrijfsysteem. Het werkdek 41 is desgewenst van opslagplaatsen voorzien voor de te heffen en te positioneren rotorbladen 22. Om de werkwijze volgens de uitvinding uit te kunnen voeren wordt het vaartuig 4 aangemeerd in de onmiddellijke nabijheid van de in zee aanwezige steunstructuur 3, en in ieder geval dusdanig dat de steunstructuur 3, en meer bepaald de mast 2 van een windturbine zich in het bereik van het hefmiddel 5 bevindt met de giek 6 in afgetopte toestand.
Onder verwijzing naar figuren 2A en 2B omvat de giek 6 verder een leidinrichting 10 voor het hijsjuk 406, waarmee de beweging van het hijsjuk 406 in tenminste één richting 61 kan worden beperkt. Deze beperkingsrichting 61 zal doorgaans een dwars op de lengteas 60 van de giek 6 verlopende richting zijn, maar dit is niet noodzakelijk.
Volgens figuur 2A omvat het (niet getoonde) hijsjuk 406 tussen de twee heikabels 7 een geleidingslichaam in de vorm van geleidingsdoos 80 die met weinig speling past in de vangconstructie van de leidinrichting, zoals hieronder meer in detail zal worden toegelicht. De geleidingsdoos 80 is aan beide zijden voorzien van wielen 80a en 80b waarop leidinrichting 10 met geringe kracht kan rusten. Doordat de leidinrichting 10 met een relatief laag gewicht op de wielen (80a, 80b) van de geleidingsdoos 80 rust, zal de leidinrichting 10 op een in hoofdzaak passieve wijze de geleidingsdoos 80 van het hijsjuk 406 volgen. Voor het opvangen van het relatief lage gewicht zorgt een (niet getoonde) hijslier van leidinrichting 10, waarbij deze bij voorkeur via een zogenaamde constante trekkracht bedrijfsmode wordt ingesteld. Het grootste deel van het gewicht wordt door de trekkracht in de hijsdraad van de leidinrichting 10 opgenomen. De wielen (80a, 80b) van de geleidingsdoos 80 zorgen ervoor dat de geleidingsdoos 80 in de langsrichting van de leidinrichting 10 (de richting van balken 101a,101b, zie hieronder) nagenoeg geen weerstandskrachten ondervindt en dus in hoofdzaak verticaal onder de hijshaken 8 blijft hangen.
Een uitvoeringsvorm van de leidinrichting 10 wordt in meer detail getoond in figuren 2A en 2B. De getoonde leidinrichting 10 omvat een frame van onderling verbonden balken, waarvan tenminste twee balken (101a, 101b) zich vanaf een rechthoekig basisframe gevormd door 2 dwarsbalken (103a, 103b) en twee verticale balken (104a, 104b) vanaf de giek 6 in de richting van de geleidingsdoos 80 uitstrekken, en dit in hoofdzaak loodrecht op de lengteas 60 van de giek 6. Het frame wordt verder verstevigd door twee schuine balken (102a, 102b) en twee schuine balken (102a’, 102b’). De lengte van de balken (101a, 101b) is dusdanig dat zij de geleidingsdoos 80 althans gedeeltelijk omsluiten. De twee balken (101a, 101b) strekken zich bij voorkeur over een loodrechte afstand 62 vanaf de giek 6 uit van ten hoogste twee maal de giekbreedte 63 om voldoende stijfheid te bieden. De leidinrichting 10 is ingericht om beweging van de geleidingsdoos 80 (en dus ook van het hijsjuk 406 die met de geleidingsdoos 80 is verbonden) in een dwars op het hefvlak verlopende richting 61 te beperken, terwijl de beweging van de geleidingsdoos 80 in het hefvlak 31 door de leidinrichting 10 niet noemenswaardig wordt gehinderd. De positie van de geleidingsdoos 80 in het hefvlak wordt grotendeels bepaald door de helling die de giek 6 maakt met de verticale richting.
Om een nauwkeurige plaatsing van een aan het hijsjuk 406 bevestigd rotorblad 22 mogelijk te maken omvat de inrichting in een uitvoeringsvorm een vangconstructie 30 die is ingericht om de geleidingsdoos 80 op te nemen en in het hefVlak 31 te verplaatsen tussen een positie A in de nabijheid van de giek 6 en een verder van de giek afgelegen positie B. De vangconstructie 30 is daartoe in het hefvlak 31 verplaatsbaar van de positie A in de nabijheid van de giek naar de verder van de giek afgelegen positie B.
De vangconstructie 30 omvat een frame van onderling verbonden balken of wanddelen. De wanddelen omvatten twee zijwanddelen (301a, 301b) die zich evenwijdig aan het hefvlak 31 vanaf de giek 6 in de richting van de geleidingsdoos 80 uitstrekken, een achterwanddeel 303 dat naar de giek 6 is gericht, en een van de giek 6 afgekeerde voorzijde 302 die tenminste tijdelijk toegankelijk is voor de geleidingsdoos 80. In het vlak van de voorzijde 302 zijn daartoe in een richting 304 dwars op het hefvlak 31 intrekbare en uitschuifbare wanddelen of pallen (305a, 305b) voorzien. De voorzijde 302 is met ingetrokken pallen (305a, 305b) toegankelijk voor geleidingsdoos 80 van het hijsjuk 406, daar waar de voorzijde 302 met uitgeschoven pallen (305a, 305b) toelaat om de geleidingsdoos 80 van het hijsjuk 406 tenminste tijdelijk in de ruimte begrensd door de wanddelen (301a, 301b, 303, 305 a en 305b) op te nemen. Het opsluiten gebeurt dusdanig dat er voldoende speling is tussen de genoemde wanddelen en het buitenoppervlak van de geleidingsdoos 80 zodat geleidingsdoos 80 (en dus het hijsjuk 406) in de opgesloten positie in gebruik kan roteren rond een dwars op het hijsvlak 31 verlopende horizontale as 82. Om deze rotatie mogelijk te maken is het buitenoppervlak 83 van de geleidingsdoos 80 aan de bovenzijde ervan gekromd waardoor de dwarsdoorsnede parallel aan het hijsvlak 31 boogvormig is, zoals is te zien in figuur 3A.
De vangconstructie 30 is over de balken (101a, 101b) van de leidinrichting 10 ten opzichte van de leidinrichting 10 verplaatsbaar door middel van lineaire verplaatsingmiddelen, bijvoorbeeld in de vorm van hydraulische zuigercilinders (33a, 33b). De zuigercilinders (33a, 33b) zijn via verbindingsplaten (34a, 34b) met het frame van de vangconstructie verbonden, meer bepaald met de wanddelen (301a, 301b). Aldus kan de vangconstructie 30 met de daarin opgesloten geleidingsdoos 80 van het hijsjuk 406 door het intrekken van de hydraulische zuigercilinders (33a, 33b) worden verplaatst naar een positie A in de nabijheid van de giek 6. Door het uitduwen van de hydraulische zuigercilinders (33a, 33b) kan de vangconstructie 30 met de daarin opgesloten geleidingsdoos 80 van het hijsjuk 406 naar een verder van de giek 6 afgelegen positie B worden gebracht. Het hijsjuk 406 8 kan, tezamen met een eraan vastgehaakt onderdeel zoals bijvoorbeeld een rotorblad 22, op deze wijze ten opzichte van de leidinrichting 10, en dus ook ten opzichte van de giek 6, met grote nauwkeurigheid worden gepositioneerd, en dit in hoofdzaak windongevoelig.
De leidinrichting 10 is middels een verplaatsingsinrichting (108,109, trekkabel, hijsschijf en lier) verplaatsbaar langs de lengteas 60 met de giek 6 verbonden. De leidinrichting 10 en de giek 6 zijn hiertoe voorzien van eerste en tweede samenwerkende geleidingsmiddelen (108, 109), die tezamen met een aan de leidinrichting 10 bevestigde (niet getoonde) trekkabel, hijsschijf en lier de verplaatsingsinrichting vormen. De eerste geleidingsmiddelen omvatten op het basisframe (103, 104) aangebrachte wielensets 108, en de tweede geleidingsmiddelen met de naar de leidinginrichting 10 gekeerde zijde van de giek 6 verbonden T-balken 109. Elk wielenpaar 108 omvat de flens van een overeenkomstige T-balk 109, waarbij wielen van een wielenset 108 zich aan weerszijden van de flens bevinden en hierover rollen. In het bijzonder is elke wielenset voorzien van een wiel dat op de flens 109’ van het op de giekkoker voorziene T-profiel 109 loopt voor het opnemen van drukkrachten, en twee loopwielen die aan de andere zijde tegen de flens 109’ van het T-profiel 109 lopen voor het opnemen van trekkrachten. Aan één kant van de giek zijn er desgewenst nog dwarsrollen voorzien die op de kopse kant van de flens 109’ van het T-profiel 109 lopen om de leidinrichting 10 in dwarsrichting op de rails te houden. Afhankelijk van de wielbelasting kunnen wielen eventueel vervangen worden door boggies met dubbel wiel. Het is uiteraard mogelijk andere wijzen van verplaatsbaarheid langs de giek 6 te bereiken.
De vangconstructie 30, en meer bepaald de hydraulische zuigercilinders (33a, 33b) zijn voorzien van een bevestigingsoog 308 dat vast verbonden is met de leidinrichting 10 via de dwarsbalk 103a. De (telescopische) hydraulische cilinders (33a, 33b) zijn derhalve aan het stangeinde vastgezet op het leidframe. Hierop duwen de cilinders (33a, 33b) zich af bij het uit bewegen in de richting van positie B of trekken hierop bij het in bewegen in de richting van positie A. Omdat de vangconstructie 30 (via schommelpennen) verbonden is met de cilindermantels, beweegt deze mee met de cilindermantels. De in de figuren getoonde uitvoeringsvorm van de vangconstructie 30 is voorzien van een glijdende geleiding in de vorm van een T-vormige structuur op de langsbalken 101a en 101b aan beide zijden van de vangconstructie 30. De vangconstructie 30 kan hierdoor geen (behalve de speling in de geleiding) verplaatsingen ondergaan in een vlak loodrecht op de hoofdbalken 101 van de leidinrichting. In plaats van een glijdende geleiding kunnen ook wielen toegepast worden.
De aan de leidinrichting 10 bevestigde (niet getoonde) trekkabel wordt bij voorkeur door een (niet getoonde) constante trekkrachtlier bediend zodat de trekkracht in de trekkabel in hoofdzaak constant blijft, en op een doorgaans relatief geringe waarde wordt gehouden in de situatie dat de leidinrichting actief is en met geringe kracht op de wielen van de geleidingsdoos 80 rust. De constante trekkrachtlier bevindt zich bijvoorbeeld op de giek 6, bijvoorbeeld op een dwarskoker in de omgeving van de schamierconstructie in de omgeving van scharnier 6a, ongeveer in het midden van de giek. De hijsschijf voor de leidinrichting bevindt zich bij voorkeur aan het bovenste uiteinde van de giek 6.
De leidinrichting 10 kan desgewenst zijn voorzien van hulpinrichtingen. Zoals getoond in figuur 2B kan een dergelijke hulpinrichting een treklier 110 (‘tugger’ lier) omvatten. Vanaf de treklier 110 verloopt een leidkabel 111 (‘tugger’ kabel) die kan worden verbonden met een aan het hijsjuk 406 verbonden onderdeel. Door de leidkabel 111 met de lier 110 te verlengen of te verkorten kan een met de leidkabel 111 verbonden rotorblad 22 in bedwang worden gehouden. De leidkabel 111 kan op eenvoudige wijze met het basisframe (103, 104) worden verbonden onder tussenkomst van een hangframe (201,202), dat is verbonden met het basisframe (103,104) en is opgebouwd uit verticale balken 201 en een dwarsbalk 202, dat eveneens is voorzien van wielensets 108 die samenwerken met de T-balk 109. De dwarsbalk 202 heeft voldoende lengte om aan de uiteinden katrollen 203 op te hangen zodanig dat de geleidingskabels ongeveer haaks kunnen ingrijpen op het te hijsen onderdeel. Hierdoor is de geleiding van het tugger systeem het meest efficiënt. De verticale balken 201 kunnen ook hydraulische zuigercilinders zijn waarmee de afstand tussen de balk 202 en het basisframe (103,104) kan gevarieerd worden. Dit is nuttig om leidkabel 111 een gunstige positie te geven ten opzichte van een aan de hijstakel 8 verbonden onderdeel.
Verwijzend naar figuren 3A en 3B is volgens de uitvinding het hijsjuk 406 opgehangen aan twee in de lengterichting van het hijsjuk 406 op afstand 30 van elkaar aangrijpende heikabels 7. Hiermee wordt bereikt dat vervorming van de leidinrichting 10 door een verplaatsing van het zwaartepunt van het rotorblad in het verticale vlak gevormd door de heikabels 7 wordt voorkomen. Deze verplaatsing, aangeduid met 600 “side shift” op figuur 3B, is meestal horizontaal of schuin onder een hoek van typisch 30° met een horizontale. De verplaatsing is bijzonder nuttig om de bevestigingsbouten in de bladvoet van rotorblad 22 precies in de overeenstemmende boutgaten in de naaf van de gondel te schuiven zonder bijkomende kraanbewegingen. Een verplaatsing van het zwaartepunt 32 van rotorblad 22 in een verticaal vlak gevormd door de hefkabels 7, geeft enkel aanleiding tot een verschillende trekbelasting in de hefkabels 7. De onderlinge afstand 30 tussen de hefkabels 7 kan binnen brede grenzen worden gekozen maar is bij voorkeur groot genoeg en dusdanig dat het zwaartepunt van het rotorblad 22 in combinatie met hijsjuk 406, mechanisme 400 en geleidingsdoos 80, zich tussen de in hoofdzaak verticale hefkabels 7 bevindt. Naast het voorkomen van ongewenste torsiebelasting en vervorming van leidinrichting 10, worden met deze werkwijze ook ongewenste verplaatsingen van de bevestigingsbouten in de bladvoet van rotorblad 22 voorkomen en is een montage ervan in de naaf van de gondel met een “side shift” verplaatsing 600 vlot realiseerbaar.
Figuren 3A en 3B tonen een uitvoeringsvorm waarbij de geleidingsdoos 80 middels een mechanisme 400 is verbonden met het langwerpige hijsjuk 406 in de vorm van een rotorblad spreader, die zich in dwarse richting 61 uitstrekt. Aan de spreader 406 wordt een windturbineblad 22 losmaakbaar bevestigd, waarbij het rotorblad 22 zich in hoofdzaak evenwijdig uitstrekt aan de lengterichting van het hijsjuk 406. Het rotorblad 22 hangt hierbij in hoofdzaak in een horizontale stand maar kan door rotatie van het hijsjuk 406 rond een horizontale as onder een van nul verschillende hellingshoek 70 met de horizontale richting worden gebracht.
Volgens de uitvinding is de rotorblad spreader 406 middels de twee in de lengterichting van het hijsjuk 406 op afstand 30 van elkaar aangrijpende heikabels 7 opgehangen.
In de getoonde uitvoeringsvorm heeft het mechanisme 400 de volgende vier vrijheidsgraden: 1. Rotatie rond een in hoofdzaak verticale as bij middel van een rotator 500. Deze is op figuur 3A getoond als een draaikranslager 500a met uitwendige vertanding, aandrijfrondsel(s) 500b en aandrijfmotor(en) 500c.
De rotator kan ook met andere aandrijfmiddelen gerealiseerd worden zoals een inwendige vertanding of met een mechanisme met bijvoorbeeld hydraulische cilinders. Met een draaikransmechanisme kunnen evenwel grotere rotatiehoeken of zelfs onbeperkt roteren gerealiseerd worden. 2. Verdraaiing rond een langsas loodrecht op het langwerpig hijsjuk 406. Hiermee kan rotorblad 22 ofwel in een in hoofdzaak horizontale positie georiënteerd worden ofwel in een schuine typisch hoofdzakelijke 30° positie. De vereiste positie is afhankelijk van de positie van de bladvoetbevestigingen in de naaf van de gondel. 3. Lineaire verplaatsing 600, “side shift”, waarmee zonder bijkomende verplaatsingen van het hefmiddel 5, de bevestigingsbouten van het rotorblad 22 in de overeenkomstige boutgaten in de naaf van de gondel kunnen geschoven worden. De verplaatsing 600, “side shift”, wordt bij voorkeur gerealiseerd met hydraulische cilinder(s) 700 die een verplaatsing van hijsjuk 406 tot stand brengen. 4. Lineaire verplaatsing van de draagarmen van spreader 406 in beide richtingen volgens richting 61 om de breedte van de bevestigingen van rotorblad 22 aan te passen aan de rotorbladconstructie.
Een rotorblad 22 kan in twee aan de spreader bevestigde draagriemen 303 worden opgehangen, zoals hierboven reeds werd beschreven in een uitvoeringsvorm met een hijsjuk 400 of 406. De combinatie van slechts enkele verplaatsings- en rotatieactuatoren, en de ophanging aan de heikabels 7 geeft de mogelijkheid een windturbineblad 22 precies in een willekeurige oriëntatie te plaatsen ten opzichte van de giek 6, de steunconstructie 3, en van een op de mast 2 gemonteerde gondel 21, waaraan het rotorblad 22 dient te worden bevestigd.
Het zal duidelijk zijn dat voor het bedrijven van de verschillende onderdelen van de inrichting, zoals bijvoorbeeld de tugger lieren en de hydraulische cilinders, (niet getoonde) krachtvoorzieningen zoals accu's, motoren, pompen, en dergelijke aanwezig zijn. Het is ook mogelijk deze voorzieningen geheel of gedeeltelijk op de kraanconstructie 5 te plaatsen, waarbij de voor het bekrachtigen van de onderdelen benodigde hydraulische slangen, elektrische en mechanische kabels, en dergelijke meer, langs de giek naar de leidinrichting 10 gevoerd worden. Bij voorkeur worden de krachtvoorzieningen echter op de leidinrichting 10 zelf voorzien en wordt de vereiste energie via een zogenaamde umbilical hijskabel naar de leidinrichting 10 gevoerd. Een umbilical hijskabel omvat een stalen kabel waarvan de kern geen streng maar bijvoorbeeld een elektrische voedingskabel bevat. Via bijvoorbeeld sleepringen in de hijsliertrommel van leidinrichting 10, kan op deze wijze eenvoudig energie naar de leidinrichting 10 gevoerd worden. De krachtvoorziening voor de diverse actuators op de rotorblad spreader, wordt het eenvoudigst uitgevoerd door elektrische of hydraulische accumulatoren op de spreader zelf. De bediening van de diverse functies gebeurt het eenvoudigst met radio afstandsbediening.
Figuren 1A - 1B illustreren het plaatsen van een windturbineblad 21 op een van een gondel 21 voorziene windturbinemast 2 met een werkwijze volgens de uitvinding. De werkwijze omvat het verschaffen op een vaartuig 4 van een inrichting 1 volgens de uitvinding en het met behulp van het hefmiddel 5 plaatsen van een rotorblad 22 vanaf het vaartuig 4 tot op een in zee aanwezige steunstructuur 3, waarbij het te plaatsen rotorblad 22 aan de geleidingsdoos 80 wordt bevestigd onder tussenkomst van een aan de geleidingsdoos 80 bevestigd langwerpig hijsjuk 406, dat is opgehangen aan twee in de lengterichting van het hijsjuk 406 op afstand van elkaar aangrijpende heikabels 7.
De beweging van de geleidingsdoos 80 (en dus ook van het hijsjuk 406) wordt tijdelijk in tenminste één richting beperkt door de leidinrichting 10 middels de verplaatsingsinrichting (108,109, trekkabel), vanaf de hoogste positie in de giek, langs de lengteas 60 van de giek 6 te verplaatsen tot ter hoogte van de hijshaak 8. Na contact van leidinrichting 10 met de wielen 80a van de geleidingsdoos 80, wordt de hijslier van leidinrichting 10 in constant tension bedrijf gezet. Bij hijsen en vieren van het hijsjuk 406 blijft de leidinrichting 10 derhalve passief de geleidingsdoos 80 van het hijsjuk 406 volgen omdat de leidinrichting met een klein gewicht op de wielen (80a, 80b) van de geleidingsdoos 80 rust. In deze situatie wordt de dwarsbeweging van geleidingsdoos 80, richting 61, verhinderd door de balken 10la, 101b. Vervolgens wordt de geleidingsdoos 80 opgenomen in de in figuren 2A en 2B getoonde vangconstructie 30 waardoor de beweging van de geleidingsdoos 80 ten opzichte van de leidinrichting 10 in hoofdzaak wordt verhinderd wanneer de vangconstructie 30 zich in stationaire toestand bevindt. Wanneer de hijshaken 8 op of neer verplaatst worden of wanneer giek 6 rond rotatie as 6a gekanteld wordt via de bedieningen van hefmiddel 5, zorgt de sturing van de hydraulische cilinders (33a, 33b) ervoor dat de vangconstructie zo gepositioneerd wordt dat de heikabels 7 hoofdzakelijk verticaal blijven tijdens deze bediening van hefmiddel 5.
Wanneer het rotorblad 22 in de nabijheid van de montage locatie verplaatst is, kan volgens de uitvinding een fijne positionering plaatsvinden die in hoofdzaak ongevoelig is voor windinvloeden door de vangconstructie 30 met erin opgenomen geleidingsdoos 80 in langsrichting, in hoofdzaak loodrecht op het verticale vlak gevormd door de heikabels 7, te verplaatsen tussen een positie in de nabijheid van de giek 6 en een verder van de giek 6 afgelegen positie en/of omgekeerd. De relatieve verplaatsing van vangconstructie 30 ten opzichte van leidinrichting 10, is parallel met de geleidingsbalken 101a, 101b. De heikabels 7 zijn dan niet meer verticaal. Om de horizontale kracht die hierbij op vangconstructie 30 inwerkt te beperken, wordt de slaglengte voor de fijnpositionering beperkt via positiemeting van vangconstructie 30 of krachtmeting in de hydraulische cilinders (3 3a,3 3b).
De werkwijze volgens de getoonde uitvoeringsvorm omvat onder andere de stappen van het met de hijshaken 8 opnemen van een hijsjuk 406 waaraan een rotorblad 22 is bevestigd vanaf het werkdek 41 van het vaartuig 4, waarbij de leidinrichting 10 in een dusdanige positie wordt gehouden dat het hijsjuk 406 vrij kan bewegen. Hierdoor kunnen de hijshaken 8 zich eenvoudig bewegen op en langs het werkdek 41, bijvoorbeeld in opslagrekken voor de onderdelen, zonder dat deze beweging wordt gehinderd door de aan de giek 6 bevestigde leidinrichting. De giek 6 wordt vervolgens omhoog gekanteld rond de rotatie-as 6a (opgetopt) totdat deze dusdanig steil verloopt dat de geleidingsdoos 80 van het hijsjuk 406 binnen het bereik van de leidinrichting 10 komt (in een dwars op de giek 6 staande richting). De leidinrichting 10 wordt vervolgens langs de lengteas 60 van de giek 6 verplaatst tot ongeveer ter hoogte van de geleidingsdoos 80, waarbij de leidinrichting 10 tot op de wielen (80a, 80b) van de geleidingsdoos 80 rust waarna de (niet getoonde) hijslier van de leidinrichting 10 in constant trekkrachtbedrijf wordt gezet zodat de leidinrichting 10 passief de verplaatsingen van de giek 6 en de geleidingsdoos 80 volgt. Vervolgens wordt de geleidingsdoos 80 met de vangconstructie 30 van de leidinrichting 10 vast gegrepen op de hierboven in detail beschreven wijze. Het van het rotorblad 22 voorziene hijsjuk 406 wordt dan gehesen, waarbij de leidinrichting 10 de beweging van de geleidingsdoos 80 van het hijsjuk 406 passief volgt en de positie van de vangconstructie actief wordt gestuurd zodat de heikabels 7 hoofdzakelijk verticaal blijven. De giek 6 wordt vervolgens rond de rotatie-as 51 gezwenkt tot in de nabijheid van de gewenste assemblagepositie (zie figuur 1B). en de giek 6 eventueel nog licht gekanteld totdat het rotorblad 22 zich in de gewenste assemblagepositie bevindt. Het hijsjuk 406 kan in de aangegrepen toestand nog over op en neer worden bewogen door het aantrekken of laten vieren van de heikabels 7.
Het rotorblad 22 wordt vervolgens dusdanig gepositioneerd dat de bevestigingsbouten in de bladvoet tegen de overeenkomstige boutgaten in de naaf van de gondel 21 komen te liggen. Na deze laatste stap met hefmiddel 5, worden horizontale verplaatsingen van het rotorblad 22 of verplaatsingen waarbij het rotorblad 22 zich onder een van nul verschillende hoek 70 met de horizontale richting bevindt, die bij voorkeur 30° bedraagt, bewerkstelligd door het hijsjuk 406 te verplaatsen met een “side shift” 600, waarbij de spanning in de twee heikabels 7 onderling zal verschillen maar ongewenste verplaatsing van de bladvoetbouten als gevolg van zwaartepuntverplaatsing, voorkomen wordt.

Claims (24)

Conclusies
1. Inrichting voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine, omvattende een op een vaartuig geplaatst hefiniddel, waarvan een rond een in hoofdzaak verticale rotatie-as roteerbare giek is voorzien van tenminste twee heikabels, waarbij de heikabels elk een bevestigingsmiddel, zoals een hijshaak, omvatten waaraan een te plaatsen rotorblad kan worden bevestigd onder tussenkomst van een aan de bevestigingsmiddelen bevestigd langwerpig hijsjuk, waarbij de bevestigingsmiddelen in de lengterichting van het hijsjuk op afstand van elkaar met het hijsjuk zijn verbonden, waarbij een hefvlak wordt bepaald door de giek en de in hoofdzaak verticale rotatie-as, waarbij de giek verder een leidinrichting omvat die is ingericht om beweging van het hijsjuk in een dwars op het hefvlak verlopende richting te beperken en die met de giek is verbonden middels een langs een lengteas van de giek verplaatsbare verplaatsingsinrichting.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de leidinrichting is ingericht om ook bewegingen van het hijsjuk in het hefvlak te beperken.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de inrichting en/of het hijsjuk middelen omvat voor het verplaatsen en/of roteren van het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk.
4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de inrichting en/of het hijsjuk middelen omvat voor het in de lengterichting verplaatsen van het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk.
5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk dat de inrichting en/of het hijsjuk middelen omvat voor het roteren van het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk om een in het hefvlak gelegen horizontale as.
6. Inrichting volgens één der conclusies 3-5, met het kenmerk dat de inrichting en/of het hijsjuk middelen omvat voor het roteren van het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk om een in het hefvlak gelegen verticale as.
7. Inrichting volgens één der conclusies 3-6, met het kenmerk dat de inrichting en/of het hijsjuk rotatiemiddelen omvat voor het roteren van het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk uitsluitend om een in het hefvlak gelegen horizontale of verticale as.
8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het hijsjuk een rotorblad spreader omvat.
9. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het hijsjuk draagriemen omvat voor het omvatten van het rotorblad.
10. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de verplaatsingsinrichting dusdanig is ingericht dat de leidinrichting de verplaatsing van het hijsjuk volgt.
11. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de leidinrichting een vangconstructie omvat die parallel aan het hefvlak verplaatsbaar is tussen een positie in de nabijheid van de giek en een verder van de giek afgelegen positie en/of omgekeerd.
12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk dat het hijsjuk tussen de twee hijskabels een geleidingsdoos omvat die met weinig speling past in de vangconstructie van de leidinrichting.
13. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk dat de verplaatsingsinrichting een aan de leidinrichting bevestigde trekkabel omvat die door een constante trekkrachtlier wordt bediend zodat de trekkracht in de kabel in hoofdzaak constant blijft.
14. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de leidinrichting hulpinrichtingen omvat, in het bijzonder een treklier (tugger winch) voor het manipuleren van het rotorblad.
15. Werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine, welke werkwijze omvat het verschaffen op een vaartuig van een inrichting volgens één der voorgaande conclusies, het bevestigen van het te plaatsen rotorblad aan het bevestigingsmiddel onder tussenkomst van een aan het bevestigingsmiddel bevestigd langwerpig hijsjuk dat zich in een lengterichting van het rotorblad uitstrekt en dat is opgehangen aan twee in de lengterichting op afstand van elkaar aangrijpende hijskabels, waarbij de beweging van het hijsjuk tijdelijk in een dwars op het hefvlak verlopende richting wordt beperkt door de leidinrichting middels de verplaatsingsinrichting langs de lengteas van de giek te verplaatsen tot ter hoogte van het hijsjuk, en het rotorblad op een in zee aanwezige steunstructuur te plaatsen.
16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk dat het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk worden verplaatst en/of geroteerd.
17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk dat het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk in hun respectievelijke lengterichting worden verplaatst.
18. Werkwijze volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk dat het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk om een in het hefvlak gelegen horizontale as worden geroteerd.
19. Werkwijze volgens één der conclusies 15-18, met het kenmerk dat het hijsjuk en/of delen van het hijsjuk om een in het hefvlak gelegen verticale as worden geroteerd.
20. Werkwijze volgens één der conclusies 15-19, met het kenmerk dat het rotorblad aan het hijsjuk wordt bevestigd middels draagriemen.
21. Werkwijze volgens één der conclusies 15-20, met het kenmerk dat de leidinrichting de verplaatsing van het hijsjuk volgt.
22. Werkwijze volgens één der conclusies 15-21, met het kenmerk dat een vangconstructie van de leidinrichting parallel aan het hefvlak wordt verplaatst tussen een positie in de nabijheid van de giek en een verder van de giek afgelegen positie.
23. Werkwijze volgens conclusie 22, met het kenmerk dat het hijsjuk tussen de twee hijskabels een geleidingsdoos omvat en deze met weinig speling in de vangconstructie van de leidinrichting wordt opgenomen.
24. Werkwijze volgens één der conclusies 25 - 23, waarbij de leidinrichting middels een eraan bevestigde trekkabel met een in hoofdzaak constante trekkracht langs de lengteas van de giek wordt verplaatst.
BE2013/0108A 2013-02-18 2013-02-18 Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine BE1021796B1 (nl)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2013/0108A BE1021796B1 (nl) 2013-02-18 2013-02-18 Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine
DK14714356.4T DK2956400T3 (en) 2013-02-18 2014-02-18 Apparatus and method for installing a wind turbine rotor blade
US14/767,674 US10322913B2 (en) 2013-02-18 2014-02-18 Device and method for placing a rotor blade of a wind turbine
SG11201506436RA SG11201506436RA (en) 2013-02-18 2014-02-18 Device and method for placing a rotor blade of a wind turbine
EP14714356.4A EP2956400B1 (en) 2013-02-18 2014-02-18 Device and method for placing a rotor blade of a wind turbine
KR1020157023506A KR102168734B1 (ko) 2013-02-18 2014-02-18 풍력 터빈의 회전자 블레이드를 배치하기 위한 장치 및 방법
PCT/IB2014/059069 WO2014125461A1 (en) 2013-02-18 2014-02-18 Device and method for placing a rotor blade of a wind turbine
CN201480009351.7A CN105121327B (zh) 2013-02-18 2014-02-18 用于放置风力涡轮机的转子叶片的设备和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2013/0108A BE1021796B1 (nl) 2013-02-18 2013-02-18 Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1021796B1 true BE1021796B1 (nl) 2016-01-18

Family

ID=48183952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2013/0108A BE1021796B1 (nl) 2013-02-18 2013-02-18 Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1021796B1 (nl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022238181A1 (en) * 2021-05-12 2022-11-17 Itrec B.V. Vessel, device and method for the manipulation of wind turbine blades

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070266538A1 (en) * 2004-07-30 2007-11-22 Vestas Wind Systems A/S Methods of handling wind turbine blades and mounting said blades on a wind turbine, system and gripping unit for handling a wind turbine blade
WO2008061797A1 (en) * 2006-11-23 2008-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for mounting of wind turbine blades
EP2364949A1 (en) * 2010-03-12 2011-09-14 Vestas Wind Systems A/S Methods and apparatus for handling a tower section of a wind turbine with a crane
WO2012002809A1 (en) * 2010-06-28 2012-01-05 Ihc Holland Ie B.V. Lifting device and method for positioning of an unwieldy object

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070266538A1 (en) * 2004-07-30 2007-11-22 Vestas Wind Systems A/S Methods of handling wind turbine blades and mounting said blades on a wind turbine, system and gripping unit for handling a wind turbine blade
WO2008061797A1 (en) * 2006-11-23 2008-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for mounting of wind turbine blades
EP2364949A1 (en) * 2010-03-12 2011-09-14 Vestas Wind Systems A/S Methods and apparatus for handling a tower section of a wind turbine with a crane
WO2012002809A1 (en) * 2010-06-28 2012-01-05 Ihc Holland Ie B.V. Lifting device and method for positioning of an unwieldy object

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022238181A1 (en) * 2021-05-12 2022-11-17 Itrec B.V. Vessel, device and method for the manipulation of wind turbine blades
NL2028204B1 (en) * 2021-05-12 2022-11-29 Itrec Bv Vessel, device and method for the manipulation of wind turbine blades

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2956400T3 (en) Apparatus and method for installing a wind turbine rotor blade
KR102108046B1 (ko) 구조물을 조립하기 위한 장치 및 방법
EP2935080B1 (en) Device and method for placing components of a structure
US9376291B2 (en) Heavy lifting apparatus and method
US7735808B2 (en) Method and system for performing operations on a wind turbine
EP2490975B1 (en) Improved apparatus and method for assembling wind turbines
EP2889251B1 (en) Load guiding arrangement
US9115693B2 (en) Device for establishing admittance and transport of cargo to and from a wind turbine construction above ground level
BE1026086B1 (nl) Hijsblok voor een kraan
BE1021795B1 (nl) Inrichting en werkwijze voor het assembleren van een bouwwerk op zee
BE1021796B1 (nl) Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van een rotorblad van een windturbine
WO2014097254A1 (en) Device and method for placing a structural component
BE1021469B1 (nl) Inrichting en werkwijze voor het assembleren van een bouwwerk op zee
BE1021594B1 (nl) Inrichting en werkwijze voor het op zee plaatsen van onderdelen van een bouwwerk
BE1021593B1 (nl) Inrichting en werkwijze voor het ter zee plaatsen van een bouwwerkonderdeel
NL2028458B1 (en) Marine crane and offshore vessel
WO2024038072A1 (en) Installing a heavy lift crane system at a hoisting site

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20190228